L'elemento ottico a diffrazione è un tipo di elemento ottico ad alta efficienza di diffrazione, basato sulla teoria della diffrazione delle onde luminose e che utilizza la progettazione assistita da computer e il processo di fabbricazione di chip a semiconduttore per incidere la struttura a gradini o continua sul substrato (o sulla superficie di un dispositivo ottico tradizionale). Gli elementi ottici a diffrazione sono sottili, leggeri, di piccole dimensioni, con elevata efficienza di diffrazione, molteplici gradi di libertà di progettazione, buona stabilità termica e caratteristiche di dispersione uniche. Sono componenti importanti di molti strumenti ottici. Poiché la diffrazione limita sempre l'alta risoluzione dei sistemi ottici, l'ottica tradizionale ha sempre cercato di evitare gli effetti negativi causati dalla diffrazione fino agli anni '60, quando l'invenzione e la produzione di successo dell'olografia analogica e dell'ologramma computerizzato, così come del diagramma di fase, hanno portato a un grande cambiamento di concetto. Negli anni '70, sebbene la tecnologia degli ologrammi computerizzati e dei diagrammi di fase stesse diventando sempre più perfezionata, era ancora difficile realizzare elementi a struttura iperfine con elevata efficienza di diffrazione nelle lunghezze d'onda del visibile e del vicino infrarosso, limitando così il campo di applicazione pratica degli elementi ottici diffrattivi. Negli anni '80, un gruppo di ricerca guidato da W.B. Veldkamp del MIT Lincoln Laboratory negli Stati Uniti introdusse per la prima volta la tecnologia di litografia della produzione VLSI nella fabbricazione di componenti ottici diffrattivi e propose il concetto di "ottica binaria". In seguito, continuarono a emergere vari nuovi metodi di lavorazione, tra cui la produzione di componenti ottici diffrattivi multifunzionali e di alta qualità. Ciò promosse notevolmente lo sviluppo degli elementi ottici diffrattivi.
Efficienza di diffrazione di un elemento ottico diffrattivo
L'efficienza di diffrazione è uno degli indici più importanti per valutare gli elementi ottici diffrattivi e i sistemi ottici misti con elementi ottici diffrattivi. Dopo che la luce attraversa l'elemento ottico diffrattivo, vengono generati diversi ordini di diffrazione. Generalmente, si considera solo la luce dell'ordine di diffrazione principale. La luce degli altri ordini di diffrazione forma luce diffusa sul piano immagine dell'ordine di diffrazione principale, riducendone il contrasto. Pertanto, l'efficienza di diffrazione dell'elemento ottico diffrattivo influisce direttamente sulla qualità dell'immagine.
Sviluppo di elementi ottici diffrattivi
Grazie agli elementi ottici diffrattivi e al loro controllo flessibile del fronte d'onda, i sistemi e i dispositivi ottici si stanno evolvendo verso la leggerezza, la miniaturizzazione e l'integrazione. Fino agli anni '90, lo studio degli elementi ottici diffrattivi è diventato all'avanguardia nel campo dell'ottica. Questi componenti possono essere ampiamente utilizzati nella correzione del fronte d'onda laser, nella formazione del profilo del fascio, nei generatori di array di fasci, nell'interconnessione ottica, nel calcolo ottico parallelo, nelle comunicazioni ottiche satellitari e così via.
Data di pubblicazione: 25 maggio 2023